镜面对称薄壁双耳类零件的反挤压成形方法及应用与流程

本发明属于建筑、桥梁和钢结构领域，具体涉及钢制受拉杆件端部的双耳连接结构锻造成形加工领域。

背景技术：

对于镜面对称薄壁双耳类零件，传统工艺大多采用整体机械加工、分体焊接、铸造、锻造方式生产，其中，整体机械加工，浪费材料成本高，锻造加工和焊接加工工艺成形生产效率低、产品周期长、材料利用率低，而铸造成形由于其工艺特性，往往会产气孔、砂眼、裂纹等缺陷，批量生产产品质量不稳定，而且铸造材料强度低、韧性差，无法制作高强度的双耳接头。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种镜面对称薄壁双耳类零件的反挤压成形方法，其可生产薄壁大深宽比的双耳类零件，使双耳类零件的整体抗拉承载能力高、疲劳寿命长，可提高生产效率，增加材料利用率，降低成本。

本发明镜面对称薄壁双耳类零件的反挤压成形方法，采用凹模和与凹模配合挤压镜面对称薄壁双耳类零件的冲头，凹模为分型模具，包括镜面对称的上半模和下半模，上半模与下半模扣合、内部形成凹模型腔，冲头伸入凹模型腔中，冲头头部外表面与凹模型腔的壁之间形成双耳腔，反挤压成形方法包括如下步骤：

1)坯料加热到工艺适应温度；

2)对冲头及凹模进行润滑处理；

3)将坯料通过自动装料装置放入下半模；

4)将上半模与下半模合紧，利用锁紧机构将凹模固定锁紧；

5)主油缸启动，驱动冲头通过导向装置进入凹模，并与坯料接触，开始挤压行程；

6)采用行程定位装置控制挤压行程，挤压行程结束；

7)冲头回程，打开锁紧机构，凹模上半模打开，取出成形后零件。

本发明镜面对称薄壁双耳类零件的反挤压成形方法，其中，所述步骤1)中，坯料加热到1100-1200摄氏度。

本发明镜面对称薄壁双耳类零件的反挤压成形方法，其中，所述步骤2)中，冲头采用耐高温、高强度模具钢。

本发明镜面对称薄壁双耳类零件的反挤压成形方法，其中，所述步骤2)中，采用石墨乳液喷涂冲头外表面及凹模型腔。

本发明镜面对称薄壁双耳类零件的反挤压成形方法，其中，反挤压成形方法制作的双耳类零件的双耳槽深与宽度的比值为3-7。

本发明镜面对称薄壁双耳类零件的反挤压成形方法，其中，所述双耳的壁厚至多为双耳间距的1/2。

本发明镜面对称薄壁双耳类零件的反挤压成形方法，其中，反挤压成形方法采用的设备为静压传动方式的油压机，油压机包括所述主油缸。

本发明镜面对称薄壁双耳类零件的反挤压成形方法，其中，所述双耳类零件的双耳的锥端为正向挤压成形，双耳类零件的双耳为反向挤压生长成形且端部为半圆形。

本发明镜面对称薄壁双耳类零件的反挤压成形方法，其中，所述步骤5)中，冲头上、与双耳的半圆形端部相应位置设置有半圆凹槽，冲头伸入凹模型腔后，坯料被反向挤压为半圆形端部。

本发明镜面对称薄壁双耳类零件的反挤压成形方法的应用，采用上述反挤压成形方法。

本发明镜面对称薄壁双耳类零件的反挤压成形方法，可以实现双耳类零件反挤压成形，晶粒细化，组织密实，性能好，成本降低显著，整体抗拉承载能力高、疲劳寿命长，而且加工效率提高数十倍，材料利用率提高，成本降低明显。

下面结合附图对本发明的镜面对称薄壁双耳类零件的反挤压成形方法作进一步说明。

附图说明

图1为本发明镜面对称薄壁双耳类零件的反挤压成形方法所加工的镜面对称薄壁双耳类零件的主视图；

图2为本发明镜面对称薄壁双耳类零件的反挤压成形方法所加工的镜面对称薄壁双耳类零件的俯视图；

图3为本发明镜面对称薄壁双耳类零件的反挤压成形方法中所使用的凹模的主剖视图；

图4为图3沿a-a的剖视图；

图5为本发明镜面对称薄壁双耳类零件的反挤压成形方法中所使用的凸模冲头的主视图；

图6为本发明镜面对称薄壁双耳类零件的反挤压成形方法中所使用的冲头的俯视图；

图7为本发明镜面对称薄壁双耳类零件的反挤压成形方法中所使用的坯料的主视图；

图8为本发明镜面对称薄壁双耳类零件的反挤压成形方法中所使用的坯料的俯视图；

图9为本发明镜面对称薄壁双耳类零件的反挤压成形方法中凹模与冲头的配合示意图；

图10为本发明镜面对称薄壁双耳类零件的反挤压成形方法的挤压示意图，此时，坯料30已放入凹模10内；

图11为本发明镜面对称薄壁双耳类零件的反挤压成形方法的挤压状态图，此时，双耳类零件已挤压成形，冲头已回程。

具体实施方式

如图1和2所示为双耳类零件40的示意图，本发明镜面对称薄壁双耳类零件的反挤压成形方法包括如下步骤：

1)坯料加热到1100-1200摄氏度；

2)采用石墨乳液喷涂冲头外表面及凹模型腔，对冲头及凹模进行润滑处理；一方面便于反向挤压成形，另一方面，避免坯料粘结于内部型腔，方便取出成形零件；

3)如图10所示，将坯料通过自动装料装置放入下半模；

4)将上半模与下半模扣合，利用锁紧机构将凹模固定锁紧；

5)静压传动的油压机的主油缸启动，驱动冲头通过导向装置进入凹模，与坯料接触，开始挤压行程；

6)采用行程定位装置控制挤压行程，挤压行程结束；

7)冲头回程，打开凹模锁紧机构，凹模上半模打开，取出成形后零件。

其中，加工模具采用凹模10和与凹模10配合挤压镜面对称薄壁双耳类零件的冲头20，冲头20采用耐高温高强度模具钢。如图3、4所示，凹模10为分型模具，凹模10包括上半模1和下半模2，上半模1与下半模2扣合、内部形成凹模型腔3，如图5、6、9、10、11所示，挤压时，冲头20伸入凹模型腔3中，冲头20的头部22外表面与凹模型腔3的壁之间形成双耳腔4。双耳腔4的右端为半圆形端部腔，挤压时形成双耳的半圆形端部41。如图5、6所示，冲头20上、与双耳的半圆形端部41相应位置设置有半圆凹槽21。

该反挤压成形方法制作的双耳类零件的双耳槽深与宽度的比值可达到3-7，双耳的壁厚仅为双耳间距的1/2，或更小。

如图7、8所示，该坯料为锥端已初步正向挤压成形的坯料；如图9和图1所示，挤压时，坯料30从凹模型腔3中流出部分的运动方向与凸模即冲头的运动方向相反，双耳类零件的双耳为反向挤压生长成形且端部为半圆形。

如图6所示，步骤5)中，冲头20伸入凹模型腔3后，坯料30被反向挤压为半圆形端部41。该准确成型的半圆结构是关键部位。

本发明镜面对称薄壁双耳类零件的反挤压成形方法，实现双耳类零件反挤压成形，晶粒细化，组织密实，性能好，成本降低显著，整体抗拉承载能力高、疲劳寿命长，而且加工效率提高数十倍，材料利用率高，成本降低明显。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。